Die NASA präsentiert ein Konzept einer magnetischen Abschirmung für Raumfahrzeuge
– Nachrichten vom 13. März 2018 –
Wenn wir an interplanetaren Reisen interessiert sind, denken wir sofort an das Problem der Beschleunigung. Wie kann ein Raumschiff schnell genug fliegen, um sich von der Schwerkraft der Erde zu lösen und in relativ kurzer Zeit zu einem anderen Planeten zu reisen? Was wir manchmal vergessen, ist, dass wir bei der Ankunft auch bremsen können müssen, um in die Umlaufbahn zu kommen. Die Standardlösung besteht darin, die gleichen Triebwerke zu verwenden, die für die Beschleunigung verwendet wurden, was einen neuen hohen Treibstoffaufwand bedeutet. Aber es gibt noch eine andere Lösung, die in Treibstoffen fast nichts kostet, es ist die Aerocapture. Das Prinzip besteht darin, die oberen Schichten der Atmosphäre eines Himmelskörpers zu verwenden, um das Raumfahrzeug abzubremsen. Es mag einfach erscheinen, aber die Reibung gegen eine Atmosphäre bei interplanetaren Geschwindigkeiten ist sehr gefährlich für ein Raumfahrzeug. Das Hauptproblem kommt von den sehr hohen Temperaturen, die durch den atmosphärischen Widerstand erzeugt werden. Dies zwingt das Raumfahrzeug dazu, ein imposantes Wärmeschild mitzunehmen, das alle Vorteile, die durch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit entstehen, aufhebt. Aus diesem Grund wurden keine Flugmanöver unternommen.
Die NASA hat Ende letzten Monats eine Lösung vorgestellt, die das noch attraktiver machen könnte. Es geht darum, etwas zu verwenden, was man als magnetisches Schild bezeichnen könnte. Ein Magnetfeld von etwa 500 Gauss wird von dem Raumfahrzeug erzeugt. Plasma wird dann bei einer niedrigen Temperatur injiziert. Es fängt Partikel aus der Atmosphäre ein, was das Raumfahrzeug verlangsamen wird. Die Vorteile einer solchen Lösung sind immens. Da ist zunächst das Gewicht, denn ein Ein-Tonnen-Elektromagnet kann einen 20-Tonnen-Hitzeschild ersetzen. Wir können auf einen Hitzeschild vollständig verzichten, da das Plasma den gesamten Wärmeschock absorbiert. Darüber hinaus ist die magnetische Abschirmung steuerbar und daher gemäß den atmosphärischen Bedingungen einstellbar. Schließlich erlaubt das System Geschwindigkeiten, die weit über alles hinausgehen, was mit einem physischen Schild erreicht werden kann.
Das Team, das das Projekt vorstellte, berechnete, dass ein 2,5-Meter-Magnet ausreichen würde, um eine magnetische Abschirmung mit einem Radius von 21 Metern zu erzeugen, die für die Eingabe einer 30-Tonnen-Nutzlast in der Marsatmosphäre verwendet werden könnte. Ein CubeSat wird bereit sein, das Konzept in der Erdumlaufbahn zu testen. Es wird eine magnetische Abschirmung mit einem Durchmesser von 1,20 Metern für 5 Perioden von 800 Sekunden eingesetzt. Dank seiner Bordbatterien sollte es seine Geschwindigkeit enorm reduzieren können.
Bild von K. Anthony / CERN
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